JP2976358B2 - バス獲得制御方式 - Google Patents

バス獲得制御方式

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JP2976358B2
JP2976358B2 JP3219917A JP21991791A JP2976358B2 JP 2976358 B2 JP2976358 B2 JP 2976358B2 JP 3219917 A JP3219917 A JP 3219917A JP 21991791 A JP21991791 A JP 21991791A JP 2976358 B2 JP2976358 B2 JP 2976358B2
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哲彦 広瀬
忠芳 小町谷
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Fujitsu Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プロセッサとバスを介
して各種の装置が接続されたシステムに於けるバス獲得
制御方式に関する。メモリを制御するメモリコントロー
ラ,磁気ディスク装置やプリンタ等を制御する入出力コ
ントローラ,システムバスを制御するシステムバスコン
トローラ等のエレメントを、バスを介してプロセッサと
接続したシステムに於いては、各エレメントはバスを専
有してデータを転送するもので、特定のエレメントのみ
が連続してバスを専有しないように、効率の良いバス獲
得制御が要望されている。
【0002】
【従来の技術】各種の情報処理システムは、例えば、半
導体集積回路からなるプロセッサやその周辺回路等をプ
リント基板に搭載し、バスにより相互に接続して構成す
るか、或いは、このようなプリント基板を複数個実装し
て、バックボード等によるシステムバスにより相互に接
続して構成されている。例えば、図4は、プリント基板
等によって構成されたシステムを示し、プロセッサ(C
PU)21と、メモリコントローラ23と、入出力コン
トローラ24と、システムバスコントローラ25と、バ
ス調停回路26等は、それぞれ1チップの半導体集積回
路により構成されており、チップバス22により、プロ
セッサ21とメモリコントローラ23と入出力コントロ
ーラ24とシステムバスコントローラ25等が接続さ
れ、バス調停回路26によりチップバス22の使用要求
の競合制御等が行われる。
【0003】又図5は、複数のシステムバスを有するシ
ステムの説明図であり、複数のプリント基板30−1〜
30−nをシステムバス37,38により接続した場合
を示し、プリント基板30−1には、それぞれ1チップ
の半導体集積回路からなるプロセッサ(CPU)31
と、メモリコントローラ33と、システムバスコントロ
ーラ34,35と、バス調停回路36とが搭載され、チ
ップバス32により、プロセッサ31とメモリコントロ
ーラ33とシステムバスコントローラ34,35とが接
続され、バス調停回路36により、システムバスコント
ローラ34,35からチップバス32の使用要求に対す
る調停が行われる。
【0004】チップバス22,32の使用権の獲得手段
としては既に種々知られているが、例えば、プロセッサ
21,31に常時チップバス22,32の使用権を与え
ておき、メモリコントローラ,入出力コントローラ,シ
ステムバスコントローラ等のエレメントから使用要求が
送出されると、チップバス22,32の使用権をその使
用要求送出エレメントに与える方式が一般的である。又
バスの使用要求が同時に複数のエレメントから送出され
た場合は、バス調停回路26,36に於いて優先順位等
に従って選択されたエレメントにバスの使用権が与えら
れる。
【0005】
【発明が解決しようとする問題点】複数のエレメントか
ら順次絶え間なくバスの使用要求が送出された場合に、
バス使用要求送出エレメントに順次バス使用権を与える
従来例の方式は、最後のバス使用権を与えられたエレメ
ントが処理を終了するまで、プロセッサ21,31にバ
スの使用権が与えられないことになり、プロセッサ2
1,31の処理遅延が大きくなる欠点がある。
【0006】又このような欠点を改善する為に、一つの
エレメントの処理が終了する毎に、一旦プロセッサ2
1,31にバス使用権を戻す方式が考えられる。この方
式に於いて、例えば、複数のエレメントから同時にバス
使用要求が送出された場合、バス調停回路26,36に
よる調停によりバス使用権が与えられ、そのバス使用権
に従って処理を行った後、一旦プロセッサ21,31に
バス使用権を返すことになり、優先順位の低いエレメン
トは、優先順位の高いエレメントの処理が終了し、且つ
プロセッサ21,31のバスサイクル終了後に、バス使
用権を与えられることになるから、バス使用権を獲得す
るまでに要する時間が長くなる欠点があった。本発明
は、プロセッサのバス使用権の獲得を容易にし、且つ同
時にバスの使用要求を送出したエレメントの待ち時間を
短縮することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のバス獲得制御方
式は図1を参照して説明すると、プロセッサ1と、メモ
リコントローラや入出力コントローラ等の複数のエレメ
ント2−1〜2−nとがバス3により接続され、バス3
を制御するバス調停回路4を備えたシステムに於いて、
バス調停回路4は、複数のエレメント2−1〜2−nか
ら同時にバス3の使用要求が送出された時、使用要求送
出エレメントの優先順位に従った順序で順次バス使用権
を与え、このバス使用権を順次与えられたエレメントの
それぞれの処理終了後に、プロセッサ1にバス使用権を
返す。又或るエレメントがバス3を使用中に、他のエレ
メントからバス3の使用要求が送出された時、バス使用
中のエレメントの処理終了後にバス使用権をプロセッサ
1に返し、このプロセッサ1のバスサイクル終了後に、
バス3の使用要求送出エレメントにバス使用権を与える
ものである。
【0008】
【作用】複数の入出力コントラーラ等のエレメントから
同時にバス3の使用要求が送出された時と、複数のエレ
メントから順次バスの使用要求が送出された時とに於け
る制御を区別し、バス3の使用要求同時送出の確率は小
さいものであるから、その場合には、一旦バス使用権を
プロセッサ1に返すことなく、使用要求エレメントに順
次バス使用権を与えて、バス使用権の獲得に要する時間
を短縮し、又順次バス3の使用要求が送出された場合に
は、バス使用権を与えられたエレメントの処理終了毎
に、一旦プロセッサ1にバス使用権を返すものである。
それにより、絶え間なくバス3の使用要求が送出される
場合でも、プロセッサ1はバス使用権を獲得できるか
ら、プロセッサ1の処理遅延を低減することができる。
【0009】
【実施例】図2は本発明の実施例のブロック図であり、
プロセッサ(CPU)11,システムコントローラ1
3,システムバスコントローラ14,15及びバス調停
回路16等は、それぞれ1チップの半導体集積回路によ
り構成され、プリント基板等に搭載されて、プロセッサ
11とチップバス12により、システムコントローラ1
3,システムバスコントローラ14,15等のエレメン
トと相互に接続されている。又17,18はシステムバ
スを示す。又HREQはバス調停回路16からプロセッ
サ11へのバス使用要求信号、HACKはプロセッサ1
1からバス調停回路16へのバス使用許可信号、BRE
Q0,BREQ1,BREQ2はバス使用要求信号、B
BSY0,BBSY1はバス強制獲得信号、BACK
0,BACK1,BACK2はバス使用権信号を示す。
【0010】プロセッサ11は、チップバス12の使用
権を常時持っているが、システムコントローラ13やシ
ステムバスコントローラ14,15からのバス使用要求
信号BREQ0,BREQ1,BREQ2に基づくバス
使用要求信号HREQがバス調停回路16から送出され
ると、バスサイクル終了後に、バス使用許可信号HAC
Kをバス調停回路16に送出して、バス使用権を渡す。
又バス強制獲得信号BBSY0,BBSY1に基づくバ
ス使用要求信号HREQがバス調停回路16から送出さ
れると、プロセッサ11はバスサイクルを中断して、バ
ス使用許可信号HACKをバス調停回路16に送出す
る。
【0011】バス調停回路16は、システムコントロー
ラ13,システムバスコントローラ14,15等のエレ
メントからのバス使用要求信号BREQ0,BREQ
1,BREQ2が同時に送出されたか否か判定し、複数
のバス使用要求信号が同時に送出された場合と、同時に
送出されない場合とに於いて制御を切替える。即ち、同
時送出の場合は、優先順位の高いエレメントにバス使用
権を与え、そのエレメントの処理が終了すると、次の優
先順位のエレメントにバス使用権を与えることを繰り返
し、最後のエレメントの処理が終了した時に、プロセッ
サ11へバス使用権を返す。又同時送出でない場合は、
最先のエレメントにバス使用権を与え、このエレメント
の処理終了によりプロセッサ11へバス使用権を返し、
プロセッサ11のバスサイクル終了により、バス使用要
求信号の送出順序に従って次のエレメントにバス使用権
を与え、このエレメントの処理が終了した場合も、プロ
セッサ11へバス使用権を返す。
【0012】図3は本発明の実施例のタイムチャートで
あり、図2の各部の信号の一例を示す。例えば、システ
ムコントローラ13からバス使用要求信号BREQ2が
送出されると、バス調停回路16は、プロセッサ11へ
バス使用要求信号HREQを送出する。それにより、プ
ロセッサ11からバス使用許可信号HACKがバス調停
回路16に送出され、バス調停回路16はこのバス使用
許可信号HACKを基に、システムコントローラ13へ
バス使用権信号BACK2を送出する。システムコント
ローラ13は、チップバス12の使用権を獲得して処理
を実行する。この処理が終了すると、バス使用要求信号
BREQ2の送出を停止する。それにより、バス調停回
路16からプロセッサ11へのバス使用要求信号HRE
Qの送出も停止され、プロセッサ11からのバス使用許
可信号HACKの送出も停止されて、プロセッサ11へ
バス使用権が戻される。
【0013】前述のシステムコントローラ13の処理実
行中に、システムバスコントローラ14,15から同時
にバス使用要求信号BREQ0,BREQ1が送出され
た場合を示し、システムコントローラ13からのバス使
用要求信号BREQ2と、システムコントローラ14,
15からのバス使用要求信号BREQ0,BREQ1と
は同時に送出されたものでなはないから、システムコン
トローラ13の処理終了により、チップバス12の使用
権をプロセッサ11へ戻すものである。そして、プロセ
ッサ11のバスサイクル終了後に、同時送出のバス使用
要求信号BREQ0,BREQ1に基づいてプロセッサ
11へバス使用要求信号HREQを送出し、且つ優先順
位に従った調停を行う。例えば、システムバスコントロ
ーラ14の優先順位が高いとすると、バス調停回路16
は、プロセッサ11からのバス使用許可信号HACKを
受信することにより、システムバスコントローラ14へ
バス使用権信号BACK0を送出する。それによって、
システムバスコントローラ14は、チップバス12を専
有して、システムバス17との間でデータの転送制御を
行う。
【0014】システムバスコントローラ14の処理終了
によりバス使用要求信号BREQ0の送出を停止する
と、バス調停回路16は、システムバスコントローラ1
4の処理終了を識別し、バス使用権信号BACK0の送
出を停止し、優先順位の低いシステムバスコントローラ
15へバス使用権信号BACK1を送出する。それによ
り、システムバスコントローラ15は、チップバス12
を専有して、システムバス18との間でデータの転送制
御を行う。このシステムバスコントローラ15の処理終
了により、バス使用要求信号BREQ1の送出を停止す
ると、バス調停回路16はバス使用権信号BACK1の
送出を停止し、プロセッサ11へバス使用権を戻すこと
になる。
【0015】又プロセッサ11のバスサイクル中に、シ
ステムバスコントローラ14からバス強制獲得信BBS
Y0が送出されると、バス調停回路16は直ちにプロセ
ッサ11へバス使用要求信号HREQを送出すると同時
にプロセッサ11のバスサイクルを中断させる。これに
より、プロセッサ11はバス使用許可信号HACKを送
出する。それにより、システムバスコントローラ14へ
バス使用権信号BACK0を送出する。それによって、
システムバスコントローラ14は、チップバス12を専
有して、システムバス17との間でデータ転送制御を行
う。その処理中にシステムバスコントローラ15からバ
ス強制獲得信号BBSY1が送出された場合、バス調停
回路16は、前述のように、一旦プロセッサ11へバス
使用権を戻すものである。それにより、強制終了された
バスサイクルが再実行され、そのバスサイクル終了後
に、システムバスコントローラ15にバス使用権信号B
ACK1が送出される。
【0016】前述の実施例は、チップバス12にシステ
ムコントローラ13とシステムバスコントローラ14,
15とが接続された場合を示すが、メモリコントローラ
や他の入出力コントローラ等のエレメントが接続された
システムに於いても適用できるものである。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、プロセ
ッサ1と、メモリコントローラや入出力コントローラ等
の複数のエレメント2−1〜2−nとをバス3により接
続し、バスの競合制御を行うバス調停回路4を備えたシ
ステムに於いて、バス調停回路4は、複数のエレメント
から同時にバス使用要求信号が送出された時に、優先順
位に従った順序で順次バス使用権を与えるもので、この
ように、同時に複数のエレメントがバス使用要求信号を
送出する確率は極めて小さいので、バス使用要求信号送
出エレメントに連続的にバス使用権を与えても、プロセ
ッサ1の処理に及ぼす影響は僅かなものとなる。又複数
のエレメントからのバス使用要求信号が同時でない場合
は、最先のバス使用要求信号送出エレメントにバス使用
権を与え、そのエレメントの処理終了によりバス使用権
を一旦プロセッサ1へ返し、プロセッサ1のバスサイク
ル終了後に、次のバス使用要求信号送出エレメントにバ
ス使用権を与えるもので、それにより、複数のエレメン
トから連続的バス使用要求信号が送出された場合でも、
プロセッサ1は一つのエレメントの処理終了毎に、バス
使用権を獲得することができるから、プロセッサ1の処
理遅延を回避することができる利点がある。
【0018】更に、プロセッサ及びエレメントのバス使
用時に於けるそれぞれ最大待ち合わせ時間について定量
的に言及すると、通常、バスアクセスで許される最大転
送時間に等しく、例えば、実施例のブロック転送では4
ワード転送時間となる。但し、N個のエレメントが同時
にバス使用要求を行った場合のみ、プロセッサ側では最
大N×4ワード転送時間の待ち合わせが起こり得るが、
このようなケースは極めて低い確率でしか生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の実施例のブロック図である。
【図3】本発明の実施例のタイムチャートである。
【図4】システム説明図である。
【図5】複数のシステムバスを有するシステムの説明図
である。
【符号の説明】
1 プロセッサ 2−1〜2−n エレメント 3 バス 4 バス調停回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−199153(JP,A) 特開 昭63−204350(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06F 13/36,13/362 G06F 13/38,15/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プロセッサ(1)と、メモリコントロー
    ラや入出力コントローラ等の複数のエレメント(2−1
    〜2−n)とがバス(3)により接続され、該バス
    (3)を制御するバス調停回路(4)を備えたシステム
    に於いて、 前記バス調停回路(4)は、複数の前記エレメント(2
    −1〜2−n)から同時に前記バス(3)の使用要求が
    送出された時、使用要求送出エレメントの優先順位に従
    った順序で順次バス使用権を与え、該バス使用権を順次
    与えられたエレメントのそれぞれの処理終了後に、前記
    プロセッサ(1)にバス使用権を返し、且つ或るエレメ
    ントが前記バス(3)を使用中に他のエレメントから前
    記バス(3)の使用要求が送出された時、バス使用中の
    前記エレメントの処理終了後に、前記バス使用権を前記
    プロセッサ(1)に返し、該プロセッサ(1)のバスサ
    イクル終了後に、前記バス(3)の使用要求送出エレメ
    ントにバス使用権を与えることを特徴とするバス獲得制
    御方式。
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